CH268951A

CH268951A - Current transformer with windings embedded in a solid insulating compound.

Info

Publication number: CH268951A
Authority: CH
Inventors: Oerlikon Maschinenfabrik
Original assignee: Oerlikon Maschf
Priority date: 1948-10-05
Filing date: 1948-10-05
Publication date: 1950-06-15

Description

  

  Stromwandler mit in einer festen Isoliermasse eingebetteten Wicklungen.    Im Bestreben, öllose Stromwandler her  zustellen, hat man im Laufe der Zeit Strom  wandlerwicklungen mit     Asphaltkompound     imprägniert, wobei als Füllmasse nach Bedarf  Papier, Baumwolle oder dergleichen ange  wendet wurde. Diese Isoliermethode hat den  wesentlichen Nachteil, dass sich das Isolier  mittel bei höheren Temperaturen wiederum  erweicht; anderseits kann sich bei Verwen  dung von     Kompound    mit hohem Tropfpunkt       Rissbildung    einstellen. Gleichzeitig lässt aber  auch das Aussehen eines - derart behandelten  Stromwandlers zu wünschen übrig, da sich  eine glatte Oberfläche nicht ohne weiteres  erreichen lässt.  



  Mit der Entwicklung der     härtbaren    Giess  harze ergeben sich für die Isolation von  Stromwandlern weitgehende Möglichkeiten,  indem diese Harze in gehärtetem Zustande  bei hohen Temperaturen nicht mehr erweichen,  sondern ihre mechanische und     dielektrische     Festigkeit beibehalten. Infolge der verschie  denen     Wärmeausdehnungs-Koeffizienten    von  Wicklungen und     Ausgiessmasse    besteht  immerhin eine gewisse Gefahr infolge     Riss-          bildung,    was sich aber meistens vermeiden  lässt, wenn bei günstiger Formgebung der  Wicklung und bei Anwendung von     Gleit-          mitteln    ein Anhaften der Giessmasse verhindert  wird.

    



  Gemäss der Erfindung besteht nun bei  einem Stromwandler mit in einer festen Isolier  masse eingebetteten Wicklungen diese Isolier  masse mindestens zum Teil aus einem durch    Giessen in die gewünschte Form gebrachten  und durch     Polymerisation    gehärteten     Kunst-          stoff,    welcher die Beibehaltung der mechani  schen und     dielektrischen    Festigkeit bei allen  Betriebstemperaturen gewährleistet.

   Damit  können die hiervor genannten Nachteile be  hoben werden.     Einenteils    kann man durch  Beimischung eines Füllmaterials die     Aus-          dehnungs-Koeffizienten    von     Polymerisation     und Wicklung     bestmöglich    abstimmen. Andern  teils kann durch Verwendung von elastischen  Körpern für die Ummantelung der Wicklung  ein Ausgleich der     Ausdehnungs-Koeffizienten          geschaffen    werden.  



  Einen Stromwandler gemäss der Erfindung  zeigt beispielsweise     Fig.    1, und zwar im  Schnitt.     Fig.    2 ist ein Schnitt nach der  Linie     rl-A    der     Fig.    1. In einem zweiteiligen  Gehäuse 1 ist das als     Mantelkern    ausgebildete  aktive Eisen 2 untergebracht. Im Gehäuse 1  ist durch provisorisch eingefügte Distanz  stücke die Primärwicklung 3 eingebaut. Die  Distanzstücke bestehen aus     Polymerisat    und  vereinigen sich nach beendetem Ausguss als  Ganzes fugenlos mit dem übrigen     Polymerisat    5.  Die sekundäre Wicklung 4 samt den Klem  men 6 ist ebenfalls mit dem     Polymerisat     umgeben.  



  Um den     Differenzen    in den     Ausdehnungs-          Koeffizienten    von     Polymerisat    und Wicklungs  körper zu begegnen, ist die Wicklung mit  einer elastischen Bandage 7, beispielsweise  aus Gummiband, umwickelt. Statt dessen  könnte die Wicklung mit einer elastischen      Masse     umpresst    sein. Damit jedoch die Bandage 7  oder die Umpressung     elektrisch    nicht bean  sprucht werden, sind sie mit einer leitenden  Bandage 8 überdeckt, die mit der     Wicklung     leitend verbunden ist. Statt dessen kann aber  auch durch ein Spritzverfahren das Ganze  mit einem     Metalliiberzug    versehen werden.  



  Da das     Polymerisat    5 am obern Teil  über das Gehäuse 1 hinausragt, ist es not  wendig, an dieser Stelle durch eine zweiteilige  Form das Abfliessen des     polymerisierenden     Kunststoffes bis zur völligen Erstarrung zu  verhindern.  



  Als Füllmaterialien dienen in     vorteilhafter     Weise unter anderem Schiefermehl, Quarzsand  oder Glaswolle.  



  Weitere Ausführungsbeispiele von Teilen  des     erfindungsgemässen    Stromwandlers zeigen  die     Fig.    3 und 4, und zwar für Stromwandler       für    sehr hohe Spannungen. Eine ringförmige  Primärwicklung 3 ist durch eine     zweiteilige          Metallhülse    12 überbrückt und mit einer  elastischen Bandage 7 versehen. Ein leiten  der Belag 13 sorgt auch hier dafür, dass die  Bandage 7 elektrisch nicht beansprucht wird.  



  Da in diesem Falle die Wicklung für sich  allein mit polymerisierendem     Kunststoff    um  gossen wird, muss erstere vor dem Giessen     in     eine zweiteilige Giessform gebracht werden,  wobei     wiederum    entsprechende Distanzstücke  notwendig werden. Nach dem Ausguss wird  der ringförmige Teil der isolierten Wicklung  mit einem leitenden Erdbelag 14 versehen,  welcher nach dem Einbau der     Wicklung    mit  der Erde verbunden wird.  



  Das Beispiel     Fig.    4 unterscheidet sich von  demjenigen nach     Fig.    3 durch Anwendung  eines gewellten     Metallrohres    15 zur Ermög  lichung einer ungehinderten Ausdehnung der       Wicklung    bei Erwärmung derselben. Die An  ordnung des Wellblechrohres 15 ist so getrof-         fen,    dass sich bei Temperaturänderungen die  Wicklung im Isolierkörper frei bewegen kann.  An Stelle des Wellbleches kann auch hier  dünnes, weiches Blech verwendet werden,  welches sich unter der Wirkung des beim Härten  schrumpfenden Kunststoffes stauchen lässt.



  Current transformer with windings embedded in a solid insulating compound. In an effort to produce oil-free current converters, current converter windings have been impregnated with asphalt compound over time, paper, cotton or the like being used as filler material as required. This isolation method has the major disadvantage that the insulating medium softens again at higher temperatures; on the other hand, when using compounds with a high dropping point, cracking can occur. At the same time, however, the appearance of a current transformer treated in this way also leaves something to be desired, since a smooth surface cannot easily be achieved.



  With the development of curable casting resins there are extensive possibilities for the insulation of current transformers in that these resins no longer soften in the cured state at high temperatures, but instead retain their mechanical and dielectric strength. As a result of the different thermal expansion coefficients of the windings and the pouring compound, there is at least a certain risk of cracking, but this can usually be avoided if the pouring compound is prevented from sticking with a favorable shape of the winding and the use of lubricants.

    



  According to the invention, in a current transformer with windings embedded in a solid insulating compound, this insulating compound consists at least in part of a plastic that has been molded into the desired shape and cured by polymerization, which maintains the mechanical and dielectric strength of all Operating temperatures guaranteed.

   The disadvantages mentioned above can thus be eliminated. On the one hand, the expansion coefficients of polymerisation and winding can be matched as best as possible by adding a filler material. On the other hand, by using elastic bodies for the sheathing of the winding, a compensation of the expansion coefficients can be created.



  A current transformer according to the invention is shown, for example, in FIG. 1, specifically in section. Fig. 2 is a section along the line rl-A of Fig. 1. The active iron 2, designed as a jacket core, is accommodated in a two-part housing 1. In the housing 1, the primary winding 3 is installed by temporarily inserted spacers. The spacers are made of polymer and unite as a whole seamlessly with the rest of the polymer 5 when the pouring is complete. The secondary winding 4 including the clamps 6 is also surrounded by the polymer.



  In order to counter the differences in the expansion coefficient of polymer and winding body, the winding is wrapped with an elastic bandage 7, for example made of rubber band. Instead, the winding could be pressed around with an elastic compound. However, so that the bandage 7 or the pressing are not electrically claimed bean, they are covered with a conductive bandage 8 which is conductively connected to the winding. Instead, the whole can be provided with a metal coating by a spraying process.



  Since the polymer 5 protrudes on the upper part of the housing 1, it is necessary to prevent the polymerizing plastic from flowing out until it solidifies at this point by means of a two-part mold.



  Slate powder, quartz sand or glass wool, among others, are advantageously used as filling materials.



  Further exemplary embodiments of parts of the current transformer according to the invention are shown in FIGS. 3 and 4, specifically for current transformers for very high voltages. An annular primary winding 3 is bridged by a two-part metal sleeve 12 and provided with an elastic bandage 7. Conducting the covering 13 here also ensures that the bandage 7 is not subjected to electrical stress.



  Since in this case the winding is cast by itself with polymerizing plastic, the former must be placed in a two-part casting mold before casting, again with corresponding spacers being necessary. After the sink, the annular part of the insulated winding is provided with a conductive earth covering 14, which is connected to earth after the winding has been installed.



  The example of FIG. 4 differs from that of FIG. 3 by using a corrugated metal tube 15 to enable unhindered expansion of the winding when heated. The arrangement of the corrugated iron pipe 15 is such that the winding in the insulating body can move freely when the temperature changes. Instead of the corrugated sheet, thin, soft sheet metal can also be used here, which can be compressed under the action of the plastic that shrinks during hardening.

Claims

PATENT CLAIM: Current transformer with windings embedded in a solid insulating compound, characterized in that the insulating compound consists at least in part of a plastic that has been molded into the desired shape and hardened by polymerization, which maintains the mechanical and dielectric strength at all operating temperatures guaranteed. SUB-CLAIMS 1.

Current transformer according to patent claim, characterized in that a filler material is added to the insulating compound which influences the thermal expansion coefficient of the insulating material. 2. Current transformer according to claim, characterized in that the winding is provided with an elastic bandage. 3. Current transformer according to claim, characterized in that the winding is pressed around with an elastic mass. 4. Current transformer according to claim, characterized in that the winding is surrounded by a corrugated metal jacket.

5. Current transformer according to claim and dependent claim 2, characterized in that the winding bandage is provided with a guide the covering. 6. Current transformer according to claim and dependent claim 3; characterized in that the press-fit is provided with a conductive coating.